Société-Économie

(2) Imitons la nature ! L'industrie française au défi du biomimétisme

Par I Publié le 8 Septembre 2016


(2) Le poisson-coffre vit dans les eaux coralliennes. Il doit sa vitesse à sa forme cubique, qui lui donne un hydrodynamisme parfait. Des ingénieurs français s'en inspirent aujourd'hui pour améliorer l'aérodynamisme de leurs modèles et copient sa cuirasse, qui allie robustesse et légèreté. (Crédit : Robert Clark)
(2) Le poisson-coffre vit dans les eaux coralliennes. Il doit sa vitesse à sa forme cubique, qui lui donne un hydrodynamisme parfait. Des ingénieurs français s'en inspirent aujourd'hui pour améliorer l'aérodynamisme de leurs modèles et copient sa cuirasse, qui allie robustesse et légèreté. (Crédit : Robert Clark)
Le biomimétisme ouvre aujourd’hui des perspectives technologiques dans trois registres. À commencer par les formes. Après avoir observé combien il était difficile de retirer les chardons bleus des Alpes des vêtements, l’ingénieur suisse George de Mestral inventa le Velcro, dont la surface reproduit les milliers "d'hameçons" que sont les capitules.

De même, le nez du Shinkansen 500, train à grande vitesse japonais, a été dessiné par un ingénieur passionné d’ornithologie en référence au bec et à la tête du martin-pêcheur. Résultat : 15 % de consommation électrique en moins dans les tunnels et 10 % d’augmentation de vitesse.

Citons aussi les ailes des aigles des steppes, qui ont inspiré les winglets situés aux extrémités de celles des avions, et la structure antiréflexion de l’œil de certaines mouches, qui a permis l’amélioration de la performance des panneaux solaires.

Ou encore l’ondulation – façon la plus courante de se déplacer dans l’eau –, dont l’observation permet à l’ingénieur Jean-Baptiste Drevet et à l’Institut français de recherche pour l’exploitation de la mer (IFREMER) de développer actuellement une membrane permettant de produire de l’électricité à partir des courants marins.

Squelette siliceux à la température des océans

Le biomimétisme intervient aussi de plus en plus dans la mise au point de procédés et matériaux ultraperformants.
 
"Le tour de force de la nature, explique le rapport, est non seulement de produire des matériaux très complexes et parfaitement fonctionnels, mais encore de les fabriquer à température et pression ambiantes, sans utiliser de produits toxiques. À ce titre, la chimie des matériaux est porteuse d’une véritable rupture, voire d’une révolution s’il s’avère possible de s’en approcher."

Le processus de production du vivant devient un modèle alternatif à la traditionnelle synthèse des matériaux, qui repose notamment sur l’usage abondant des énergies fossiles : charbon, pétrole, gaz. "Là où l’industrie fabrique, par exemple, des céramiques à des températures de plus de 1 000 °C, les diatomées s’enveloppent d’un squelette siliceux à la température des océans", rappelle l’ingénieur Fabienne Monfort-Windels.

Matériaux cicatrisants et transformation de l'énergie du soleil

Au premier rang des recherches figurent les matériaux cicatrisants ou autoréparants, inspirés de la peau, du tronc d’arbre ou encore… du byssus, le fil produit et utilisé par la moule pour s’arrimer au rocher voir [We Demain  n° 11 ]. En plus de constituer une colle très efficace pour produire un contreplaqué marin écologique (des chercheurs américains y travaillent), le byssus est aussi le meilleur fil suturant connu de l’homme : non polluant, imputrescible, il suture sans laisser presque aucune cicatrice.

Autre domaine d’application du biomimétisme, la transformation de l’énergie du soleil. Une opération que les végétaux réalisent grâce à des matériaux abondants et intégralement recyclables, selon le principe de la photosynthèse. Des laboratoires travaillent sur des principes connexes, soit en réalisant une "feuille" artificielle pour oxyder l’eau et dégager de l’hydrogène utilisable pour produire de l’énergie (photosynthèse artificielle), soit en réalisant des cellules solaires organiques qui, par effet photovoltaïque, transforment l’énergie lumineuse en électricité.

L’enjeu est considérable, en vue de la transition énergétique : des panneaux photovoltaïques organiques pourraient remplacer les panneaux classiques et ainsi épargner l’utilisation de matériaux rares et difficilement recyclables.













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